ct概述及工作原理

1、CT概述及工作原理,,,,,CT概述,1969年HOUNSFIELD 設(shè)計(jì)成計(jì)算機(jī)橫斷體層成像裝置。經(jīng)神經(jīng)放射診斷學(xué)家Ambrose 應(yīng)用于臨床， 取得極為滿意的診斷效果。它使腦組織和腦室及病變本身顯影，獲得顱腦的橫斷面圖像。此種檢查方法稱之為計(jì)算機(jī)體層成像，這一成果于1972年英國放射學(xué)會學(xué)術(shù)會議上發(fā)表，1973年在英國放射學(xué)雜志上報(bào)道。圖質(zhì)好、診斷價(jià)值高而無創(chuàng)傷、無痛苦、無危險(xiǎn)的診斷方法是放射診斷領(lǐng)域的重大突破，促進(jìn)醫(yī)學(xué)影象診斷學(xué)

2、的發(fā)展。由于對醫(yī)學(xué)上的重大貢獻(xiàn)，HOUNSFIELD獲得了1979年的諾貝爾醫(yī)學(xué)生物學(xué)獎(jiǎng)。這種檢查方法開始只能用于頭部，1974年LEDLEY設(shè)計(jì)成全身CT 裝置，使之可以對全身各個(gè)解剖部位進(jìn)行檢查。此后，CT裝置在設(shè)計(jì)上有了很大發(fā)展。,CT圖像特點(diǎn),X線影像是把具有三維的立體解剖結(jié)構(gòu)攝成二維的平面圖像，影像相互重疊，相鄰的器官或組織之間對X線的吸收差別小，不能形成對比而構(gòu)成圖像。體層攝影：可以解決影像重疊問題。造影檢查：可使普

3、通X線檢查不能顯示的器官顯影。影像的分辨力不高，特別是由軟組織構(gòu)成的器官仍不能顯影。,CT成像系統(tǒng)的組成,（一）硬件系統(tǒng)1．掃描機(jī)架:X線管、準(zhǔn)直器、探測器等，機(jī)架可傾斜。2．X線管:大容量、旋轉(zhuǎn)陽極X線管， “飛焦點(diǎn)” 。3．準(zhǔn)直器:決定掃描層厚、減少散射線以提高圖像質(zhì)量、降低被檢者的輻射劑量。4．楔形濾過器:濾掉低能射線，提高X線束的平均能量。5．探測器:接受穿透人體的剩余射線，將其變?yōu)殡娦盘?。稀土陶瓷探測器，多排探測器

4、。6．模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）7．高壓發(fā)生器:8．計(jì)算機(jī)系統(tǒng):9．掃描檢查床:螺旋CT對床移動(dòng)的精度要求很高。10．輔助設(shè)備:電源系統(tǒng)、照相機(jī)、工作站,CT成像系統(tǒng)的組成,（二）軟件系統(tǒng) CT機(jī)的軟件平臺多采用專用操作系統(tǒng)、Unix、Linux等操作系統(tǒng)。1．基本功能軟件 完成掃描、圖像處理、圖像存儲、照相等常規(guī)工作的軟件。2．特殊功能軟件 包括故障診斷軟件、特殊掃描軟件（如動(dòng)態(tài)掃描、快速連

5、續(xù)掃描、高分辨率掃描等）、圖像特殊處理軟件（如三維表面重建、模擬內(nèi)窺鏡等）、定量分析軟件等。,常規(guī)CT工作流程,最簡單的CT掃描裝置包括一個(gè)X線發(fā)生器和與之相對的X線平移探測器。要形成一個(gè)層面的CT圖像，需要對包括頭部的24CM的正方形區(qū)域進(jìn)行從一邊到另一邊的平移掃描，每次得到240個(gè)體素的X線衰減信號；然后在每次平移掃描后旋轉(zhuǎn)1º，進(jìn)行第二次平移掃描，直至轉(zhuǎn)完180º角，即完成了360º范圍內(nèi)的平移-旋

6、轉(zhuǎn)掃描，得到240×180，即43，200個(gè)信息。,常規(guī)CT機(jī)的掃描原理⑴,計(jì)算機(jī)根據(jù)這些信息，通過模／數(shù)轉(zhuǎn)換形成數(shù)字信號，計(jì)算出整個(gè)數(shù)字矩陣中每個(gè)體素的X線衰減系數(shù)存儲在硬盤上，形成數(shù)字圖像文件；可再經(jīng)數(shù)／模轉(zhuǎn)換以像素灰度的形式顯示在屏幕上或印制出CT照片。,常規(guī)CT機(jī)的掃描原理⑵,常規(guī)CT機(jī)的工作原理（第一代）,X線源為3mm寬的筆形束。由于探測器少、掃描次數(shù)很多，故掃描完一個(gè)層面所需時(shí)間長，一般需要幾分鐘。已淘汰。,第

7、一代CT X線球管為固定陽極，發(fā)射X線為直線筆形束，一個(gè)探測器，采用直線和旋轉(zhuǎn)掃描相結(jié)合，即直線掃描后，旋轉(zhuǎn)1度，再行直線掃描，旋轉(zhuǎn)180°完成一層面掃描，掃描時(shí)間3~6分鐘。矩陣象素256×256或320×320。僅用于顱腦檢查。,常規(guī)CT機(jī)的工作原理（第二代）,第二代CT 與第一代無質(zhì)的區(qū)別，僅由小角度(3°~30°)扇形X線束替代了直線筆形束，掃描方式與第一代相似，但X線源為

8、具有不同角度的扇形束（如10º角），其對面有十幾個(gè)或幾十個(gè)探測器，每次平移掃描可完成扇形區(qū)（如10º角）范圍內(nèi)的工作。掃描一個(gè)層面的時(shí)間為10～40秒。矩陣象素與第一代CT機(jī)相同，可用于顱腦和腹部。,旋轉(zhuǎn)過程中X線管發(fā)射幾百次脈沖，同時(shí)進(jìn)行掃描，即邊旋轉(zhuǎn)邊掃描，加之探測器數(shù)目達(dá)幾百個(gè)，速度大大增加，掃描一個(gè)層面的時(shí)間約為2～4秒。,X三線球管為旋轉(zhuǎn)陽極。發(fā)射X 線為扇形束，角度較大達(dá)30°~45°

9、度，探測器多達(dá)幾百個(gè)，只做旋轉(zhuǎn)掃描，掃描時(shí)間為2.4~10秒，矩陣象素除256×256和320×320外，還有512×512。適用全身各部位。,常規(guī)CT機(jī)的工作原理（第三代）,球管旋轉(zhuǎn)180?得到一個(gè)層面的圖像數(shù)據(jù)。然后平移到下一個(gè)層面的位置繼續(xù)掃描。分2種方式。,第四代CT 與第三代無質(zhì)的區(qū)別，探測器多達(dá)1000余個(gè)，固定安裝在掃描機(jī)架四周，僅X線球管繞患者旋轉(zhuǎn)，掃描時(shí)間進(jìn)一步縮短至1~5秒。,常規(guī)CT

10、機(jī)的工作原理（第四代）,螺旋CT是在滑環(huán)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)明的一種新的掃描方法。當(dāng)X線管做連續(xù)旋轉(zhuǎn)掃描時(shí)，機(jī)器自動(dòng)勻速進(jìn)床。因此，掃描線在患者體表上呈螺旋狀，故稱為螺旋CT。螺旋CT的掃描速度更快，半分鐘內(nèi)可完成幾十個(gè)層面的掃描。,螺旋CT機(jī)的工作原理⑴,螺旋CT機(jī)的工作原理⑵,滑環(huán)連接是重要的改進(jìn)之一。,,常規(guī)CT間隔式掃描,螺旋CT：連續(xù)容積掃描，軌跡呈螺旋形,螺旋形不間斷采樣，大大提高了工作效率。,螺旋CT機(jī)的工作原理⑶,與常規(guī)掃描不

11、同，螺旋掃描獲得的是被測體的連續(xù)層面信息，即掃描范圍內(nèi)所有體素的X線吸收系數(shù)，故稱體積掃描（volume scan）。由于獲得的信息量更大，在圖像的后期處理上具有更大的靈活性。比如，可由計(jì)算機(jī)重建為掃描范圍內(nèi)的橫斷、冠狀、矢狀或任意投照方向的CT圖像。與三維軟件聯(lián)合運(yùn)用，還可進(jìn)行CT血管成像（CT angiography, CTA）。,螺旋CT機(jī)的工作原理⑷,由于掃描速度快，病人配合更為方便，使得CT圖像的清晰度大大增強(qiáng)。但在頭部掃